6. AMPLIFICATOARE DE RADIOFRECVENŢĂ DE PUTERE

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "6. AMPLIFICATOARE DE RADIOFRECVENŢĂ DE PUTERE"

ĒΜιχαήλ Ζωγράφος
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 6 AMPFAOARE DE RADOFREVENŢĂ DE PUERE ervalul e frecveţe îre sue e khz şi MHz se mai umeşe şi omeiul e RaioFrecveţă (RF) Pese MHz îcepe omeiul Frecveţelor Foare Îale (FFÎ) Rezulă că locul Amplificaorului e RaioFrecveţă e Puere (AFRP) ese e regulă upă oscilaor şi poae fi urma e eaje e muliplicare a frecveţei (figura 6) ARFP amplifică oscilaţia e frecveţă f pri A Oscilaor (f ) coversia eergiei absorbiă e la o sursă e ARFP f alimeare î eergie a oscilaţiei Fig 6 Faţă e ale amplificaoare, ARFP au uele pariculariăţi: Elemeele acive lucrează î clasa, cu ughiul e ăiere (semiughiul e coucţie); ureţii (e RF) pri elemeul aciv su mari, e oriul A, pâă la zeci e A ircuiele e sarciă ale elemeului aciv su siseme oscilae cu elemee reacive (fără reziseţe), ce lucrează la eergii mari; Se urmăreşe maximizarea raameului (scopul fii amplificarea î puere, A P ),,7 ; Raporul semal/zgomo u ese aâ e impora, precum la recepoare 6 SHEMA GENERAĂ Z i U ex U Eleme ex U ir U ieş U a aciv p a Z a ircui e aapare Z s E p E a Fig 6 Schema bloc a uui AFRP Î figura 6 se preziă o srucură posibilă a uui ARFP, î care: E p sursa e polarizare (obligaorie la uburi, poae lipsi la razisoare); U ex, Zi - sursa e exciaţie, cu impeaţa ei ieră; Rezulă că semalul e irare are aâ o compoeă coiuă (aă e E p ), câ şi ua aleraivă, aă e U ex E a sursa e alimeare; p, a coesaoare e cuplaj (asigură îchierea circuielor e irare/ieşire pv aleraiv); a ieşire e obicei exisă u circui e aapare cu sarcia Z S Se urmăreşe ca: Z ir să fie câ mai mare comparaiv cu Z i, asfel îcâ U ex U ex la şi X p să fie câ mai mică î comparaţie cu Z ir, asfel că î fial Ui r U ex ; Î ca, Z a să fie câ mai mare şi X a câ mai mică, asfel îcâ Uieş Ua (esiuea e ieşire se regăseşe aproape î îregime la irarea circuiului e aapare); 6

2 Î cc, Z a să fie câ mai mică (să u exise piereri î cc, rezulă că Z a u are reziseţă); Peru, Z a să fie câ mai mică, aică armoicile iferie e să fie amorizae Se po scrie ecuaţiile geerale: u i r E p u ex u ieş E a u a E a iieş Za Dar iieş f u i r şi iieş gu ieş (u ieş eermiă variaţia lui i ieş, care, la râul lui, eermiă variaţia lui u ieş ), aică exisă u cerc vicios, eci escrierea feomeelor evie ificilă, cu aâ mai mul cu câ regimul e lucru ese eliiar (clasă ) Se poae lucra cu serii Fourier: u i r E p Ui r cos i r ii r i r i r i r cos Î aces mo se lucrează corec, ar foare greoi Se poae simplifica lucrul cosierâ că semalul e irare ese siusoial pur: u i r E p Ui r cos () ii r i r i r cos () Ecuaţiile () şi () u se folosesc e obicei simula a razisoare se poae folosi oricare ire ele, ar e regulă acesea se cosieră cu exciaţie î cure, eci se foloseşe () a uburi îsă, aoriă valorii mari a impeaţei e irare, exciaţia ese îoeaua î esiue, eci se foloseşe () i cos a ieşire se obţie u cure esiusoial: ieş ieş ieş ieş Di aceasă sumă e armoici, circuiul e ieşire exrage fie fuameala ieş cos ieş (schema ese u ARFP), fie ua i armoicile superioare cos (schema lucrează şi ca muliplicaor (e ori ) e frecveţă) Î figura 6 se preziă o schemă e ARFP cu razisor bipolar U ex ircui e irare ircui e aapare (recere) Z S E a a u ex E p i ieş (pulsuri e cure) u ieş (oscilaţie) E A ieş ieş p E p u s a) schema b) forme e uă a) Fig 6 ARFP cu razisor bipolar b) esiuea u ieş ese o oscilaţie şi u pulsaorie, eoarece circuiul e sarciă ese u sisem (circui) oscila Rezulă că oscilaţia se reface î circuiul e ieşire, ar u are forma ieică cu cea e irare (ca la amplificaorul î clasă A) Se spue că la ARFP oscilaţiile su e speţa a oua 6

3 6 ARAERSE ARFP Preziă ieres cu precăere iicii eergeici şi caracerisica iamică (e sarciă) icii eergeici su urmăorii: Puerea cosumaă e la sursă: P E a ieş - î circuiul e ieşire (cel care coează, peru că puerea cosumaă î circuiul e irare - P E - ese eglijabilă); i r p i r Efecul uil: la ieşire se obţi semalele ieş cos şi cos puerii ese Raameul: u oaţiile: o o P U ef P P a ef u Uieş U max Uieş E a max U, rezulă că efecul uil ese: P ieş ieş ieş, şi cum expresia u - coeficie e uilizare a esiuii e alimeare; E ieş U ieş ieş ieş g - facorul e formă (araă abaerea e la siusoia armoică), rezulă g Observaţie: Fucţia g ese abelaă De exemplu, g ; g (se poae observa că ese escrescăoare) Rezulă că valoarea maximă a raameului (%) se obţie peru, şi g, aică peru Dar î aceasă siuaţie elemeul aciv ese bloca î permaeţă, eci ARFP u lucrează Valoarea % a raameului ese rezulaul eeermiării care rezulă i efiiţia sa De asemeea, rebuie subliia (îcă o aă) fapul că corespue fucţioării î clasa B Î pracică se lucrează cu, valoarea raameului fii e 7 8% De exemplu, acă P u W şi, 7, rezulă Pu P 4W Piererile P P Pu 4W se isipă pe elemeul aciv (îcălziu-l), care e aceea rebuie proieca asfel îcâ să supore î siguraţă coiţiile (esul e grele) e lucru Dire elemeele care iflueţează fucţioarea ARFP, se meţioează câeva: Variaţia ivelului semalului e irare şi a esiuii e polarizare E p, ambele cu implicaţii asupra ughiului e coucţie, ; Moificarea impeaţei circuiului e aapare, Z a ; Variaţia esiuii e alimeare, E a, care arage upă sie moificarea i ieş, şi î coseciţă şi a esiuii u ieş 6

4 6 SABAEA ARFP sabiliaea se poae maifesa î mai mule mouri, ca: Sabilirea e regimuri iferie e la o cuplare la ala; Auomoulaţii aleaoare ale semalului la ieşire; Saluri bruşe ale semalului e ieşire, eşi semalul e irare variază le; Apariţia zgomoelor la ieşire câ semalul e irare ese ul auzele po fi uele i urmăoarele: Reacţii poziive mari aorae uor cuplaje parazie; aliae precară a coecicii; Reacţie ermică poziivă î elemeul aciv (ambalare ermică); Moificarea reacaţelor proprii ale elemeului aciv î fucţie e semal (îeosebi la semicoucoare) Acese aomalii po fi escoperie î mai mule mouri, ca e exemplu: orol vizual al semalului e ieşire şi compararea sa cu semalul e irare; Observarea specrului la ieşire; Urmărirea compoeei coiue pri elemeul aciv (acă apar saluri bruşe e cure, rezulă că exisă srăpugeri iere) E a E a ieş şoc s ircui (oscila) e aapare Z S Ex a) b) ircui aapor p EA p X N 4 4 X N E a a a) schema b) forme e uă c) ) c) ) Fig 64 ARFP cu razisor bipolar Pri euroiare se îţelege euralizarea reacaţei proprii ire ieşire şi irare, ale cărei efece po fi: Reacţie poziivă e la ieşire la irare; recerea semalului e irare spre ieşire câ elemeul aciv ese bloca 64

5 X N aulează efecul eori al capaciăţii p â se îeplieşe coiţia X N p, puea ese î echilibru 64 SUMAREA PUER EEMENEOR AVE Su posibile căi: oecarea elemeelor acive pe o sarciă comuă, î paralel (figura 65a) sau î coraimp (figura 65b); Folosi porţi e ivizare/sumare (figura 65c), cu observaţia că aces mo e lucru presupue că ifereţa e fază îre semalele ce se sumează ese ulă (irări sifazice); Sumarea î spaţiu, îr-u puc fix (figura 65) ieş EA ieş ieş Z a ieş EA EA EA a) b) Za rare ARFP eşire E Divizor c) ) Fig 65 Sumarea puerii la ieşirea AFRP a) coecarea elemeelor acive î paralel b) uilizarea cofiguraţiilor î coraimp c) uilizarea ivizoarelor/sumaoarelor ) sumarea spaţială, îr-u puc impus Î figura 66 ese prezea u exemplu pracic e ARFP cu N75 (razisor p e puere) eş 4 4 f MHz U ir,56,pf - rimer cu aer 5Ω 5 7 F - polieser 49pF - rimer cu aer R ARFP Fig 66 Sumaor R 6 V pf - ceramic R, 5 ; R - peliculă e carbo sp u,5mm pe bob mm bobiă e şoc; sp u,7mm pe i 6mm 4 5sp u,5mm pe mm V 4V max 65V E 65

6 65 APAŢ 65 Î figura 67 se preziă schema uui ARF, î care se cuosc urmăoarele: V,8V, R 5, R, R, R S 5, 8H,, H, 47F, pf, 8pF 4 V i R R osierâ că pe uraa coucţiei razisorul ese saura, să se eermie ampliuiea esiuii î colecorul razisorului şi raameul amplificaorului Rezolvare um razisorul u are baza prepolarizaă (egaivaă) î cc, rezulă că î ipoeza că semalul e irare ese siusoial, ughiul e coucţie va fi (sau, echivale, o off ) De asemeea, cosierâ că pe uraa coucţiei esiuea î colecor ese siusoială, rezulă urmăoarea expresie a aceseia: Vo Vm si ; v Vo ; Valoarea meie a esiuii (î colecor) v () ese V, eoarece colecorul ese lega galvaic la esiuea e alimeare (î cc reziseţa bobiei, R ese eglijabilă), ca î figura 67b Rezulă că v V V R a) b) Fig 67 a) Schema ARF; b) Schema echivaleă cosierâ razisorul saura m V V si V V V V V o m Bilaţul puerilor: Puerea absorbiă (î cc) e la sursă: P V Disipaă pe razisor: P Vo (piererile aorae comuaţiei su eglijae) Disipaă pe sarciă (uilă): Psarc P P V Vo Psarc Vo Raameul: P V cc V o 4 o R S V v S () V m v () i V o off Filru + Sarcia 66

7 65 Î figura 68a ese reprezeaă schema uui ARFP, iar î figura 68b formele e uă ale semalului e irare v i, ale cureului e colecor i şi ale esiuii v E Şiiu-se că c,ma elemeele şi su fără piereri (ieale), că circuiul lucrează la rezoaţă, mh, coesaoarele o şi i au reacaţe eglijabile la frecveţa e lucru (su e ipul,5 ) şi că uraa e coucţie a razisorului ese s iar o, se cere: a) Schema echivaleă î ca; b) Ughiul e blocare, off ; c) Ughiul e coucţie, ; ) Frecveţa f i a semalului e irare, v i ; e) Valoarea capaciăţii, cu aproximarea ; f) Dacă reziseţa e sarciă are valoarea R S k şi aproximâ ampliuiea armoicii fuameale a cureului i egală cu ampliuiea impulsului corespuzăor, să se eermie ampliuiea esiuii V S g) Puerea meie isipaă pe razisor v i V i V cc o off i o c v i i R R B R S v E [V] R 5 V BB, a) b) Fig 68 a) Schema ARFP; b) Formele e uă ale semalelor Rezolvare Schema echivaleă a circuiului e ieşire î ca ese prezeaă î figura 69 off o o off c R S f f i i i MHz,5 Fig 69 s Schema echhivaleă î ca a ARFP Di ipoeză rezulă că circuiul acora are frecveţa e rezoaţă um F 4 f 4 i 67 o off 5pF i fi

8 6 5 Q R S 5 5 esiuea pe sarciă ese: V R,mA k V P v E S off S, i V,V,lmA mw o Esa c 65 ARFP-ul i figura 69a are uraa e coucţie o off o s, razisorul lucrează î regim e comuaţie (saura/bloca): sa ma, VE sa,v Să se calculeze puerea meie isipaă pe razisor, î ouă cazuri ale frecveţei semalului e irare: f i khz şi f i 5kHz P f f i i i khz P 5kHz P f i P ve 6 6 f off i sa o V Esa s Hz s 5 Hz f o i sa V Esa A,V 4 mw off A,V,5mW o 68

Σχετικά έγγραφα

Sisteme de ordinul I şi II

Sisteme de ordinul I şi II Siseme de ordiul I şi II. Scopul lucrării Se sudiază comporarea î domeiul imp şi frecveţă a sisemelor de ordiul II. Siseme de ordiul I. Comporarea î domeiul imp a sisemelor de ordiul I U sisem de ordiul